名古屋大学大学院生命農学研究科の後藤寛貴特任助教らのグループは、カブトムシの角が幼虫から蛹(さなぎ)になる際、2時間足らずの間に現れるしくみを実証した。

 多くの昆虫において、幼虫期の間は一回の脱皮ごとの形態変化が小さいが、幼虫から蛹(または幼虫から成虫)への脱皮の際には、一回の脱皮で異なる姿へと大きく変化を遂げる。カブトムシの突出した「角(ツノ)」はその典型的な例であり、幼虫から蛹になる際に大きな角が突然現れる。これは、幼虫が頭の中に折りたたまれた「角原基(角の前駆体)」を持っているためである。カブトムシの角原基は、蛹時に体液が送り込まれることで膨らんで展開し、細長く先端に分岐構造を持つ「角」になるが、この発生原理や仕組みについてはほとんど分かっていなかった。

 そこで同グループは、しわしわの袋状構造を持つ角原基をコンピューター内に再構築し、それを計算により膨らませるだけで、ちゃんとした角になることを証明した。つまり、前駆体のしわしわ構造の中には既に完全な角の立体構造情報が存在しているのだ。カブトムシは角の立体構造を幼虫期には「小さく折り畳んだ状態」で有しており、脱皮時にそれを「一気に展開」するという二段階のステップを踏み、角を作っていることがシミュレーションにより示された。

 本成果は、英国オンライン科学誌Scientific Reportsに2017年10月24日付で発表された。

論文情報:【Scientific Reports】Complex furrows in a 2D epithelial sheet code the 3D structure of a beetle horn

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